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热电转换材料与器件研究课题组
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柏胜强,正高级工程师,副组长

021-69163686,bsq@mail.sic.ac.cn

  教育经历:

  1997—2001,浙江大学,无机非金属材料与工程专业,学士学位 

  2004—2010,中国科学院上海硅酸盐研究所,材料物理与化学专业,博士学位 

  工作经历:   

  2001—2005,中国科学院上海硅酸盐研究所,研究实习员

  2005—2010,中国科学院上海硅酸盐研究所,工程师 

  2010—2017,中国科学院上海硅酸盐研究所,高级工程师 

  2017—至今, 中国科学院上海硅酸盐研究所,正高级工程师 

  曾获得奖励、荣誉称号:

  2011年,中国科学院上海硅酸盐研究所,青年才俊奖 

  2013年,教育部技术发明一等奖(第3完成人)

  2014年,国家技术发明二等奖(第3完成人)

  2020年,中国科学院关键技术人才

  科研工作简介:

  长期从事热电材料和器件及应用技术研究,率先建立准确度大于95%的热电器件全参量三维仿真模型,提出转换效率-能量密度“双高”热电器件的设计策略,发展了基于界面反应能与扩散势垒的电极界面优化设计方法,利用“反应—扩散”模型揭示了热电器件服役行为及性能衰减机制,聚焦半赫斯勒、方钴矿等具有重要应用价值的热电材料,建立了高性能热电器件“设计—制造—服役”的全链条技术。自研的多种器件在我国首台光电—热电复合发电、汽车尾气余热回收、热电空调系统等示范系统中应用,长期支撑同位素温差电池、热管堆等特种电源的研发。率先开展热电材料、器件性能测试技术及测试标准的研究,牵头制定多项标准。担任国际能源署(IEA)交通运输先进材料项目(AMT)执委会副主席,推动热电材料和器件性能测试技术的国际合作研究。 

  科研成果:

  承担的主要项目:

1. 国家重点研发计划项目(课题):高效宽温域热电器件集成制造,2024.12-2029.11

2. 国家自然科学基金叶企孙联合基金(重点项目):高性能热电转换与承载结构一体化研究,2022.1-2025.12

3. 中国科学院国际伙伴计划项目:工业余废热热电发电器件设计制造与示范应用,2021.1-2023.12

4. 国家重点研发计划项目:面向交通运输领域的热电能量转换材料与器件技术,2020.1-2022.12

  近年代表性论著:

1. Penxin Zhang, Yanyan Lu, Qingfeng Song, Chao Wang, Peng Zou, Lidong Chen, Wenzhi Wang*, Shengqiang Bai*,Thermal stress analysis of half-Heusler thermoelectric module by 3D finite, element model and orthogonal tests, Journal of Materials Research and Technology, 2025, 36:2422-2429.

2. Li Xie, Chen Ming, Qingfeng Song, Chao Wang, Jincheng Liao, Lei Wang, Chenxi Zhu, Fangfang Xu, Yi-Yang Sun*, Shengqiang Bai*, Lidong Chen, Lead-free and scalable GeTe-based thermoelectric module with an efficiency of 12%, Science Advances, 2023, eadg7919.

3. Ruiheng Liu#, Yunfei Xing#, Jincheng Liao, Xugui Xia, Chao Wang, Chenxi Zhu, Fangfang Xu, Zhi-Gang Chen, Lidong Chen, Jian Huang*, Shengqiang Bai*, Thermal-inert and ohmic-contact interface for high performance half-Heusler based thermoelectric generator, Nature Communications, 2022, 13(7738).

4. Yunfei Xing, Ruiheng Liu, Jincheng Liao, Chao Wang, Qihao Zhang, Qingfeng, Song, Xugui Xia, Tiejun Zhu, Shengqiang Bai*, Lidong Chen*, A Device-to-Material Strategy Guiding the "Double-High" Thermoelectric Module,Joule, 2020, 4:2475-2483.

5. Jing Chu#, Jian Huang#, Ruiheng Liu*, Jincheng Liao, Xugui Xia, Qihao Zhang, Chao Wang, Ming Gu, Shengqiang Bai*, Xun Shi, Lidong Chen, Electrode interface optimization advances conversion efficiency and stability of thermoelectric devices, Nature Communications, 2020, (11):2723.

  近年授权专利:

1. 一种热电器件长期服役性能预测方法及应用(专利号:202210855000.4,授权日期:2025812日)

2. 一种用于抑制半赫斯勒热电材料表面氧化和挥发的涂层及其制备方法和应用(专利号:202111430310.3,授权日期:2025718日)

3. 一种低接触电阻率的半赫斯勒合金热电器件及制备方法(专利号:201910054270.3,授权日期:202248日)

4. 一种多段结构宽温域热电发电器件及制备方法(专利号:201710961793.7,授权日期:2020814日)

5. 一种激光快速制备Half-Heusler材料的方法(专利号:201710585659.1,授权日期:2019913日)

  近年制定标准:

1. 温差发电器件性能测试方法(标准号:T/CSMT-NY002-2024,发布日期:20241210日)

2. 温差电器件输出功率测试方法(标准号:Q/SIC 2002-2022,发布日期:20221215日)

3. 温差电器件发电效率测试方法(标准号:Q/SIC 2003-2022,发布日期:20221215日)

4. 温差电元件界面电阻率测试方法(标准号:Q/SIC 2004-2022,发布日期:20221215日)

 


仇鹏飞,研究员,副组长

021-69163507qiupf@mail.sic.ac.cn

教育经历:

2002.09-2006.07 武汉理工大学,学士

2006.09-2011.07 中国科学院上海硅酸盐研究所,博士

工作经历:

2011.07—2015.09 中国科学院上海硅酸盐研究所,助理研究员

2015.09—2021.12 中国科学院上海硅酸盐研究所,副研究员

2022.01—至今 中国科学院上海硅酸盐研究所,研究员

曾获得奖励、荣誉称号:

2016年,中国科学院青年创新促进会

2019年,上海市青年科技启明星

2020年,上海市青年拔尖人才

2020年,上海市自然科学一等奖(排名第五)

2021年,国家自然科学基金委优秀青年科学基金

2025年,上海市东方英才计划领军

2025年,中国科学院杰出科技成就奖(排名第三)

2025年,中国硅酸盐学会青年科技奖

科研工作简介:

近年来在塑性无机半导体的热电性能优化、脆性无机热电材料的塑化和面向非平面热源应用的新型热电器件研制等方面取得了重要创新性突破,研制出系列兼具高热电性能和优良变形能力的塑性无机热电材料,以及具有超薄/超高功率密度的柔性/异型热电器件。在ScienceNat. Commun.Adv. Mater.Energy Environ. Sci.J. Am. Chem. Soc.Joule等期刊发表论文一百余篇,获授权中国/美国/日本发明专利15 项。入选2025年度科睿唯安“全球高被引科学家”名单。担任《Journal of Materiomics》和《无机材料学报》编委。

科研成果:

承担的主要项目:

(1) 国家自然科学基金委青年科学基金项目(B类),环境友好热电材料,2022-01-01 2024-12-31

(2) 国家重点研发计划(课题),无机塑性热电材料热电力性能协同优化,2023-11 2026-10

(3) 中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划,超大应变陶瓷材料及其机理,2024-072029-06

(4) 上海市科学技术委员会,热电陶瓷材料塑化调控与柔性器件集成制造,2025-07 2028-06

近年代表性论著:

[1] Deng, T.T.#; Gao, Z.Q.#; Li, Z.#; Qiu, P.F.*; Li, Z.; Yuan, X.J.; Ming, C.; Wei, T.; Chen, L.D.*; Shi, X.*; Room-temperature exceptional plasticity in defective Bi2Te3-based bulk thermoelectric crystal, Science, 2024, 386, p.1112-1117.

[2] Yang, Q.Y.#; Yang, S.Q.#; Qiu, P.F.*; Peng, L.M.; Wei, T.; Zhang, Z.; Shi, X.*; Chen, L.D.*; Flexible thermoelectrics based on ductile semiconductor, Science, 2022, 377, p.854–858.

[3] Li, Z.#; Deng, T.T.#; Qiu, P.F.*; Ming, C.*; Gao, Z.Q.; Chen, L.D.; Shi, X*; Plasticity of Bi2Te3-family thermoelectric crystals, Nature Communications, 2025, 16, p.5190.

[4] Yuan, X.J.; Qiu, P.F.*; Sun, C.Y.; Yang, S.Q.; Wu, Y.; Wang, Y.M.; Gu, M.; Chen, LID.; Shi, X.*; Screening thermoelectric materials for high-output performance in wearable electronics, Energy & Environmental Science, 2025, 18, p. 5416-5423.

[5] Qiu, P.F.*; Deng, T.T; Chen, L.D.; Shi, X*; Plastic inorganic thermoelectric materials, Joule, 2024, 8, p.622-634.

[6] Shen, K.L.#; Yang, Q.#; Qiu, P.F.*; Zhou, Z.Y.; Yang, S.Q.; Wei, T.; Shi. X.*; Ductile P-Type AgCu(Se,S,Te) Thermoelectric Materials, Advanced Materials, 2024, 36, p.2407424.

[7] Deng, T.T.#; Gao, Z.Q.#; Qiu, P.F.*; Zhou, Z.Y.*; Ming, C.; Liu, Z.; Li, Z.; Yang, S.; Wei, T.; Wang, G.; Chen, L.; Shi, X.*; High Thermoelectric Power Factors in Plastic/Ductile Bulk SnSe2 Based Crystals, Advanced Materials, 2024, 36, p.2304219.

[8] Yuan, X.; Qiu, P.F.*; Sun, C.Y; Yang, S.Q.; Wu, Y.; Chen, L.D.; Shi, X.*; Extraordinary self-powered Y-shaped flexible film thermoelectric device for wearables, Energy & Environmental Science, 2024, 17, p. 4968-4976.

[9] Liang, J.S.#; Liu, J.#; Qiu, P.F.*; Ming, C.; Zhou, Z.Y.; Gao, Z.Q.; Zhao, K.P.*; Chen, L.D.; Shi. X.*; Modulation of the morphotropic phase boundary for high-performance ductile thermoelectric materials, Nature Communications, 2023, 14, p.8442.

[10] Xiong, Y.F.; Jin, Y.Q., Deng, T.T.; Mei, K.L.; Qiu, P.F.*; Xi, L.L.; Zhou, Z.Y.; Yang, J.*; Shi, X.*; Chen, L.D.; High-Throughput Screening for Thermoelectric Semiconductors with Desired Conduction Types by Energy Positions of Band Edges, Journal of the American Chemical Society, 2022, 144, p.8030−8037.

近年授权专利:

1.一种硫化银基无机热电材料及其制备方法和应用,2022-03-08,中国发明专利, ZL201811435457.X

2.一种制备热电厚膜的方法, 2023-12-26,中国发明专利,ZL202010207506.5

3.一种铜铟硒基无机塑性范德华单晶材料及其制备方法、应用,2025-07-18中国发明专利,ZL202410621559.X

4.METHOD FOR PREPARING THERMOELECTRIC THICK FILM2024-04-16, 美国,US 11,963,447B2

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